建筑控制的8孔光子晶体光纤表面等离子共振传感器设计

为解决建筑控制中遇到的传感器灵敏度不稳定、检测范围小等问题,融合可光子晶体光纤和表面等离子共振特性,设计了一种新型的8孔光子晶体光纤的表面等离子共振传感器。采用传输矩阵法分析了传感器的表面等离子共振传输特性。传感性能分析结果表明:随着入射角增大,表面等离子共振波长深度下降,半峰宽变窄;入射角为85°,效果较为理想;金属薄膜占比越大,传感器的灵敏度会有一定的增加,测量液态待测物,灵敏度可达到10-5RIU水平。设计结构降低了纤芯模的有效折射率,解决了纤芯模和表面等离子共振模式发生相位匹配问题,表现了较高的灵敏度以及稳定性。     

新型光纤传感器的设计与特性分析

结合光子晶体光纤和表面等离子共振技术,设计了一种的新型的8孔光子晶体光纤的表面等离子共振传感结构。采用传输矩阵法分析了传感器的表面等离子共振传输特性。结果表明:随着入射角增大,表面等离子共振波长深度下降,半峰宽变窄,入射角为85°,效果较为理想;金属薄膜占比越大,传感器的灵敏度会有一定的增加,测量液态待测物,灵敏度可达到10-5。设计结构降低了纤芯模的有效折射率,解决了纤芯模和表面等离子共振模式发生相位匹配问题,表现了较高的灵敏度以及稳定性。     

基于磁流体磁光效应的GRIN透镜型电流传感器的研究

提出了一种新型的基于磁流体磁光效应的GRIN透镜型电流传感器的结构设计和工作原理．当磁流体在电流激起的磁场作用下,光透过率将随着磁场强度变化而变化．四种传感器的结构设计都采用磁流体作为传感媒介,光纤作为信号传输通道,有效地实现了高压子系统和低压子系统的绝缘,并且具有体积小,重量轻,寿命长,易于安装等特点．同时可通过改变磁流体的浓度和基液,来达到实际应用所需要的传感灵敏度和响应时间。     

光纤传感应用技术研究

根据光纤应变传感器弹光效应原理以及感应的调制和解调,研究出了目前全球唯一采用单芯光纤振动叠加定位技术系统.该系统具有结构简单、灵敏度高、实用性强等优点,适用于周界防护系统、声传感技术领域以及地震预警等.     

光纤光栅位移传感实验装置的设计与实现

针对传统的强度型光纤位移传感器安装复杂、漂移大等问题,采用光纤光栅新型位移传感器,设计并实现了一种波长编码、自校准和不受光强影响的新型光纤光栅位移传感实验装置。该实验装置简化了传统强度编码光纤传感器的安装过程,具有抗环境振动和温度补偿功能,对快速掌握新型光纤光栅位移传感原理和使用方法,提高光纤传感实用技能具有实际的意义。     

聚合物光纤应力形变区域光强传输情况的研究

基于光束传播法(beam propagation method,BPM),提出了聚合物光纤在受到拉力和压力产生形变的情况下的光传输的理论分析模型,模拟计算了光纤受拉力作用时形变区域的光强传输情况.     

腔衰荡压力传感器

介绍了一种新颖的基于光纤环形腔衰荡光谱技术的压力传感器.外界压力引起光脉冲在光纤环形腔内传输的损耗变化,通过测量光在腔中的衰荡时间,实现压力的测量.实验结果表明该传感器具有线性度好、测量动态范围大、灵敏度高和重复性好等特点.     

FBG温度传感及解调的研究

从光纤光栅温度传感模型出发,分析研究光纤光栅的温度传感特性,比较裸光纤光栅与增敏光纤光栅的温度敏感性,在此基础上提出一种基于滤波法的光纤光栅解调系统,研究表明,此系统具有结构简单,操作方便,灵敏度高的优点。     

反卷积法提高光纤光栅传感器解调精度的分析

通过对反卷积的理论推导的介绍,实现对光纤光栅传感器Bragg波长移动的法布里一珀罗（F—P）腔解调精度的分析。把从F—P腔解调出来的、分辨率降低的光功率谱经过已知传感光栅的光功率谱进行反卷积运算,得到一个与被测光纤光栅光功率谱更为接近的光功率谱,使得被测信号得以恢复,从而提高光纤光栅波长位移测量精度。     

基于拉锥细芯光纤的双参量同时测量传感器

该文研制了一种基于拉锥细芯光纤、可同时测量折射率与应变的传感器。传感器结构为“单模光纤-多模光纤-锥形细芯光纤-多模光纤-单模光纤”，由于细芯光纤中部腰锥尺寸变小，构成马赫-曾德尔干涉仪。实验结果表明，传感器透射谱线谐振峰或谐振谷的中心波长与环境折射率和轴向应变之间均有良好的线性关系，折射率灵敏度最高可达–38.677 nm/RIU，轴向应变灵敏度最高为–4.4 pm/με，取两个谐振峰或谐振谷构建矩阵，消除两物理量之间的交叉敏感，能够实现双参量同时测量。该传感器制作简单，成本低，鲁棒性优良，在折射率与轴向应变传感领域有一定的应用价值。     

FBG温度传感及解调的研究

从光纤光栅温度传感模型出发，分析研究光纤光栅的温度传感特性，比较裸光纤光栅与增敏光纤光栅的温度敏感性，在此基础上提出一种基于滤波法的光纤光栅解调系统，研究表明，此系统具有结构简单，操作方便，灵敏度高的优点。     

基于干涉理论的光纤马赫泽德尔干涉仪分析研究

全光纤的Mach-Zehnder干涉仪是一种重要的干涉器件,因其具有干涉现象、体积小、重量轻、结构紧凑、灵敏度高等特点,可用于光纤通讯和光纤传感领域。本文利用干涉分析方法,通过计算机数值模拟,研究了Mach-Zehnder干涉仪的传输特性．得出了输出端的谱线与两个耦合器的分光比变化的关系。     

光谱吸收型光纤气体传感器及解调系统

基于光谱吸收型气体传感器的传感机理,搭建了实验平台,研究了基于一、二次谐波幅度比值法实现气体浓度检测的可行性,设计了一种新型的光纤气体传感器;基于32位嵌入式软核处理器NiosⅡ和FPGA技术设计了光纤气体传感器的解调系统.实验结果表明,该光纤气体传感器及其解调系统具有易维护、高速、高分辨率、高精度等优点.     

基于光时域反射仪的光纤损耗测试实验

光时域反射仪(optical time domain reflect meter,OTDR)作为测试光纤的光电一体化仪表,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。设计了一个基于工程实际中的常用器材,针对不同工程状况,通过OTDR进行测量,总结了不同工况下的测试曲线特性。通过实验,使学生了解OTDR的工作原理及传感光纤在实际工程中的应用,将理论与实践相结合,激发学生们对光纤传感的兴趣和积极性。     

分布式光纤光栅传感的研究与发展

分布式传感是光纤光栅传感技术得以推广的优点之一,它利用光纤布拉格光栅中心反射波长值的不同来识别网络中各点的变化状况,不仅实现了大范围测量场内分布信息的提取,还解决了目前测量领域的许多难题。简单介绍了布式光纤光栅传感的分类及其解调技术和复用技术,深入研究了分布式光纤光栅传感系统中传感器的布置方式和故障定位方法,并介绍了分布式光纤光栅传感的应用和发展现状。     

基于法布里-珀罗腔的窄线宽光纤激光器关键技术综述

窄线宽光纤激光器在超远距离传感和高精度光谱学等方面有广泛的应用,如何压窄线宽是研究的重要方面.首先介绍了基于光纤光栅法布里-珀罗标准具的各种谐振腔结构和激光器,接着重点讨论了光纤激光器压缩线宽进而获得单频输出的机理和方法,最后对各种线宽压缩方法进行了比较.     

带有光栅的光纤环镜级联的滤波特性分析

研究了带均匀布拉格光栅的光纤环镜的滤波特性,并提出了一种用两个带有光栅的光纤环形镜相串联来改善环形镜滤波特性的方案.利用传输矩阵法,推导了这两种滤波器传输谱的解析表达式,分析了其滤波特性.模拟结果显示,带均匀布拉格光栅的光纤环镜的透射谱是余弦函数调制后的光纤光栅反射光谱,具有梳状滤波的特性.两个单环形镜相串联,其波形并非他们的简单叠加,而是以等比数列叠加的,级联后的效果更加类似于法布里–珀罗腔滤波器的滤波效果,可以在光纤传感和通信领域中获得更加广泛的应用.     

一种高灵敏折射率传感器的制作与性能测试

通过自主搭建的轮式光纤侧面抛磨系统得到表面较为粗糙的D型光纤,将光纤的一端镀一层Ag膜作为反射镜面,由此得到D型光纤探针。检测探针的传感特性时发现,被测溶液折射率的变化会引起不同能量的吸收,由此使得光功率计接收的功率发生明显的改变。通过实验可得,制备的D型光纤传感器不仅具有非常强的稳定性,而且线性度也非常好。尤其是抛磨损耗为18 dB传感器的灵敏度和线性相关系数分别高达66.02 dB/RIU和99.58%。通过对折射率的精度进行测量和计算可得其精度高达0.000 04。     

分布式光纤在井下管柱腐蚀检测中的应用

光纤传感技术是近些年来的研究热门,因为抗干扰、传输快等优点使其在各个领域都有广泛的应用,现如今井下管柱的腐蚀检测也将引入光纤传感技术。本文对分布式光纤在井下管柱腐蚀监测中的应用的理论依据和发展情况进行综述,并展望未来的发展前景。     

基于啁啾光纤光栅的光栅内传感

本文在以基于光纤布拉格光栅（FBG）的传感器的基础上,介绍了啁啾光纤光栅（CBG）的光学特性、基于啁啾光纤光栅的光栅内传感的概念和在此基础上实现传感的途径。